Колебательные конвективные процессы в нано- и микрожидкостяхи микрофлюидических системах: анализ и контроль

Авторы

  • Б.С. Марышев 614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1
  • А.А. Алабужев Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • И.А. Бабушин Пермский государственный университет image/svg+xml
  • А.Ф. Глухов Пермский государственный университет image/svg+xml
  • В.А. Демин Пермский государственный университет image/svg+xml
  • Б.И. Мызникова Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Е.А. Попов ОАО «Авиадвигатель»
  • И.С. Файзрахманова Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермский национальный исследовательский политехнический университет image/svg+xml
  • И.Н. Черепанов Пермский государственный университет image/svg+xml
  • С.В. Шкляев Институт механики сплошных сред УрО РАН

DOI:

Ключевые слова:

наножидкости, микрофлюидика, конвекция, пористые среды, тонкие пленки, колебательные моды, вибрации

Аннотация

Приведены результаты работы по проекту, направленному на экспериментальное и теоретическое изучение сложных конвективных явлений в неизотермических наножидкостях и в тонких пленках. Общим атрибутом рассматриваемых систем является наличие колебательной моды неустойчивости их основного состояния или первого критического режима. Динамика рассматриваемых систем в периодических внешних условиях представляет значительный интерес в силу (1) сложной и к настоящему времени не полностью объясненной кинетики; (2) богатой бифуркационной картины и (3) технологической необходимости в управлении устойчивостью и нелинейными режимами макроскопических течений наножидкостей и микрофлюидических течений.

Биографии авторов

  • Б.С. Марышев, 614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 1
    кандидат физико-математических наук, научный сотрудник группы «Динамика геологических систем», Институт механики сплошных сред УрО РАН (ИМСС УрО РАН)
  • А.А. Алабужев, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории вычислительной гидродинамики, ИМСС УрО РАН
  • И.А. Бабушин, Пермский государственный университет
    кандидат физико-математических наук, заведующий кафедрой общей физики, Пермский государственный национальный исследовательский университет (ПГНИУ)
  • А.Ф. Глухов, Пермский государственный университет
    кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики, ПГНИУ
  • В.А. Демин, Пермский государственный университет
    доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой теоретической физики, ПГНИУ
  • Б.И. Мызникова, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физики и механики мягкого вещества, ИМСС УрО РАН
  • Е.А. Попов, ОАО «Авиадвигатель»
    кандидат физико-математических наук, инженер, ОАО «Авиадвигатель»
  • И.С. Файзрахманова, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермский национальный исследовательский политехнический университет
    кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры общей физики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)
  • И.Н. Черепанов, Пермский государственный университет
    кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры радиоэлектроники и защиты информации, ПГНИУ
  • С.В. Шкляев, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физики и механики мягкого вещества, ИМСС УрО РАН

Библиографические ссылки

  1. Алабужев А.А., Шкляев С.В. Влияние акустических вибраций на динамику тонкой пленки // Тез. докл. XIX Зимней школы по механике сплошных сред. - Пермь, 2015. - С. 20.
  2. Бабушкин И.А., Карпунин И.Э. Экспериментальное исследование конвекции бинарной смеси в плоском вертикальном слое // Материалы междунар. конф. «Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность». - Звенигород, 2014. - C. 16-19.
  3. Глухов А.Ф., Демин В.А. Динамические граничные условия на концентрацию частиц в ферроколлоидах при наличии седиментации // Известия ТПУ. Сер. Физика. - 2013. - Т. 323. - № 2. - С. 189-194.
  4. Глухов А.Ф., Демин В.А., Третьяков А.В. О влиянии термодиффузии на перераспределение примеси при замерзании столба бинарной жидкости // Изв. ТПУ. Инжиниринг георесурсов. - 2015. - Т. 326. - № 11. - С. 118-127.
  5. Демин В.А. Оседание наночастиц в однородной несущей жидкости при наличии термодиффузии // Вест. Перм. ун-та. Сер. Физика. - 2013. - № 1(23). - С. 20-24.
  6. Демин В.А., Попов Е.А. Тепловая конвекция коллоида на основе бинарной жидкости // Вест. Перм. ун-та. Сер. Физика. - 2015. - № 3(31). - C. 74-80.
  7. Марышев Б.С. Влияние иммобилизации примеси на устойчивость в концентрационном аналоге задачи Хортона-Роджерса-Лэпвуда: анализ нелинейной задачи // Сб. материалов XIХ Зимней школы по механике сплошных сред. - Пермь, 2015. - С. 160-166.
  8. Попов Е.А. Трехмерные конвективные эффекты в узких полостях // Автореферат дис. на соискание уч. степ. к. ф.-м. н. - Пермь: Изд. ПГНИУ, 2014. - 16 с.
  9. Cherepanov I.N., Smorodin B.L. Convection of a Stratified Colloidal Suspension // Journal of Experimental and Theoretical Physics - 2013. - Vol. 117. - № 5. - Р. 963-969.
  10. Fayzrakhmanova I.S., Nepomnyashchy A.A. Linear stability analysis of the vibration influence on Marangoni waves in two-layer film // IMA8, 12-16 June, 2016, Bad Honnef (Germany).
  11. Fayzrakhmanova I.S., Shklyaev S., Nepomnyashchy A.A. Longwave convection in a layer of binary mixture with modulated heat flux: Weakly nonlinear analysis // Fluid Dynamics Research. - 2014. - Vol. 46. - 41411.
  12. Ishutov S.M., Myznikova B.I., Smorodin B.L. Convection of a binary mixture under high-frequency vibrations // Comptes Rendus Mecanique. - 2013. - Vol. 341. - Is. 4-5. - P. 477-482.
  13. Maryshev B.S. The Effect of Sorption on Linear Stability for the Solutal Horton-Rogers-Lapwood Problem // Transport in Porous Media. - 2015. - Vol. 109(1). - P. 747-764.
  14. Maryshev B.S. The Forming, Evolution and Stability of Flow Structures within the Solutal Horton-Rogers- Lapwood Problem with Immobilization // The proceedings of international conference «Fluxes and structures in fluids». - Svetlogorsk, 2015. - Р. 144-145.
  15. Nepomnyashchy A.A., Shklyaev S. Nonlinear dynamics of a binary liquid layer heated from above // Abstracts of 66-th Annual Meeting of APS DFD, November 24-26, 2013, Pittsburgh, USA. - Р. 103 (Bull. of the Am. Phys. Soc. Vol. 58, № 18. Р. 103).
  16. Shklyaev S., Alabuzhev A.A., Khenner M. Marangoni convection in a thin film on a vertically oscillating plate // Physical Review E. - 2015. - Vol. 92 (1). - 013019.
  17. Smorodin B.I., Myznikova B.I., Ishutov S.M. Traveling wave convection in binary fluid mixture under high frequency vertical vibrations // Physical Review E. - 2014. - Vol. 89. - 053004.

###

  1. Alabuzev A.A., Sklaev S.V. Vlianie akusticeskih vibracij na dinamiku tonkoj plenki // Tez. dokl. XIX Zimnej skoly po mehanike splosnyh sred. - Perm’, 2015. - S. 20.
  2. Babuskin I.A., Karpunin I.E. Eksperimental’noe issledovanie konvekcii binarnoj smesi v ploskom vertikal’nom sloe // Materialy mezdunar. konf. <>. - Zvenigorod, 2014. - C. 16-19.
  3. Gluhov A.F., Demin V.A. Dinamiceskie granicnye uslovia na koncentraciu castic v ferrokolloidah pri nalicii sedimentacii // Izvestia TPU. Ser. Fizika. - 2013. - T. 323. - No 2. - S. 189-194.
  4. Gluhov A.F., Demin V.A., Tret’akov A.V. O vlianii termodiffuzii na pereraspredelenie primesi pri zamerzanii stolba binarnoj zidkosti // Izv. TPU. Inziniring georesursov. - 2015. - T. 326. - No 11. - S. 118-127.
  5. Demin V.A. Osedanie nanocastic v odnorodnoj nesusej zidkosti pri nalicii termodiffuzii // Vest. Perm. un-ta. Ser. Fizika. - 2013. - No 1(23). - S. 20-24.
  6. Demin V.A., Popov E.A. Teplovaa konvekcia kolloida na osnove binarnoj zidkosti // Vest. Perm. un-ta. Ser. Fizika. - 2015. - No 3(31). - C. 74-80.
  7. Marysev B.S. Vlianie immobilizacii primesi na ustojcivost’ v koncentracionnom analoge zadaci Hortona-Rodzersa-Lepvuda: analiz nelinejnoj zadaci // Sb. materialov XIH Zimnej skoly po mehanike splosnyh sred. - Perm’, 2015. - S. 160-166.
  8. Popov E.A. Trehmernye konvektivnye effekty v uzkih polostah // Avtoreferat dis. na soiskanie uc. step. k. f.-m. n. - Perm’: Izd. PGNIU, 2014. - 16 s.
  9. Cherepanov I.N., Smorodin B.L. Convection of a Stratified Colloidal Suspension // Journal of Experimental and Theoretical Physics - 2013. - Vol. 117. - No 5. - R. 963-969.
  10. Fayzrakhmanova I.S., Nepomnyashchy A.A. Linear stability analysis of the vibration influence on Marangoni waves in two-layer film // IMA8, 12-16 June, 2016, Bad Honnef (Germany).
  11. Fayzrakhmanova I.S., Shklyaev S., Nepomnyashchy A.A. Longwave convection in a layer of binary mixture with modulated heat flux: Weakly nonlinear analysis // Fluid Dynamics Research. - 2014. - Vol. 46. - 41411.
  12. Ishutov S.M., Myznikova B.I., Smorodin B.L. Convection of a binary mixture under high-frequency vibrations // Comptes Rendus Mecanique. - 2013. - Vol. 341. - Is. 4-5. - P. 477-482.
  13. Maryshev B.S. The Effect of Sorption on Linear Stability for the Solutal Horton-Rogers-Lapwood Problem // Transport in Porous Media. - 2015. - Vol. 109(1). - P. 747-764.
  14. Maryshev B.S. The Forming, Evolution and Stability of Flow Structures within the Solutal Horton-Rogers- Lapwood Problem with Immobilization // The proceedings of international conference <>. - Svetlogorsk, 2015. - R. 144-145.
  15. Nepomnyashchy A.A., Shklyaev S. Nonlinear dynamics of a binary liquid layer heated from above // Abstracts of 66-th Annual Meeting of APS DFD, November 24-26, 2013, Pittsburgh, USA. - R. 103 (Bull. of the Am. Phys. Soc. Vol. 58, No 18. R. 103).
  16. Shklyaev S., Alabuzhev A.A., Khenner M. Marangoni convection in a thin film on a vertically oscillating plate // Physical Review E. - 2015. - Vol. 92 (1). - 013019.
  17. Smorodin B.I., Myznikova B.I., Ishutov S.M. Traveling wave convection in binary fluid mixture under high frequency vertical vibrations // Physical Review E. - 2014. - Vol. 89. - 053004.

Загрузки

Опубликован

2016-12-29

Выпуск

№ 4 (2016)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Марышев, Б., Алабужев, А., Бабушин, И., Глухов, А., Демин, В., Мызникова, Б., Попов, Е., Файзрахманова, И., Черепанов, И., & Шкляев, С. (2016). Колебательные конвективные процессы в нано- и микрожидкостяхи микрофлюидических системах: анализ и контроль. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 4, 44-50. https://journal-dev.icmm.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2016n4p8